Kolorimetrik Yöntem ile 5-Hidroksimetilfurfural'ın Kantitatif Tayini ve Kağıt Tabanlı Tek Kullanımlık Belirteç Üretimi

Abstract

Bu tez kapsamında karbonhidratların renk reaksiyonları adı altında incelenen, sonuçları kalitatif olarak değerlendirilen ve idrarda şeker varlığının tespit edilmesinde yaygın uygulama alanı bulan Seliwanoff testinin, gıdalarda Hidroksimetilfurfural (HMF) tayininde kantitatif olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Tezin ilk aşamasında kalitatif olarak kullanılan Seliwanoff testinin kantitatif olarak HMF tayininde kullanılması için Merkezi Kompozit Tasarım yöntemi kullanılarak (CCD) reaksiyona etki eden parametrelerin optimizasyonu yapılmıştır.Optimizasyonda reaksiyon sonucu oluşan rengin absorbans şiddeti ile ilişkisi incelenmiş ve optimum reaksiyon parametreleri: % 0.1 resorsinol konsantrasyonu, % 12 HCl asit konsantrasyonu, 30 dakika reaksiyon süresi ve 1:2 örnek:Seliwanoff reaktif oranı olarak tespit edilmiştir. Tezin ikinci kısmında optimum noktaları belirlenen modifiye Seliwanof testinin gıda ortamında uygulanabilirliğinin araştırılması amacıyla model bal sisteminde laboratuvar içi metod validasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu kapsamda doğrusallık, LOD, LOQ, özgüllük, kesinlik ve doğruluk parametreleri incelenmiştir. 1-100 mg L-1 doğrusal çalışma aralığında 0.9989 korelasyon katsayısı ile elde edilen denklem: absorbans = 0.0072 + 0.0002 x HMF konsantrasyonu, mg kg-1 bal'dır. LOD ve LOQ değerleri sırasıyla 2.69 ve 8.97 mg kg-1 bal'dır. Kesinlik parametresi %RSD, doğruluk ise % geri kazanım verilerine göre değerlendirilmiştir. Tezin üçüncü aşamasında toplam 9 ticari bal örneğinin HMF içeriği, hem bu çalışmada önerilen modifiye Seliwanoff testi hem de HMF tayininde kullanılan referans yöntemlere (spektrofotometrik Winkler yöntemi ve HPLC) göre analiz edilmiştir. Önerilen yöntem ve referans yöntemler arasında iyi korelasyon tespit edilmiştir. Tezin dördüncü ve son aşamasında ise kolay uygulanabilir ve sonucun kolorimetrik olarak tespit edilebidiği kağıt tabanlı indikatör geliştirilmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak optimize ve valide edilen modifiye Seliwanoff testinin balda kantitatif olarak HMF tayininde kullanılabileceği gösterilirken, kağıt tabanlı belirtecin ise kalitatif HMF tesptinde kullanımı önerilmektedir.

The quantitative applicability of the Seliwanoff test, which is known as a color reaction of carbohydrates and has a widespread application area in qualitatively detecting the presence of sugar in urine, was investigated in this thesis. Seliwanoff test was modified to determine the amount of HMF in quantitatively. Central Composite Design (CCD) was used to obtain reaction parameters and optimum values. The optimum parameters of the modified Seliwanoff test were as following: resorcinol concentration (0.1%, w/v); hydrochloric acid concentration (12%, v:v), reaction time (30 minutes) and sample:Seliwanoff reagent ratio (1:2). In the second part of the thesis, in order to investigate the applicability of the modified Seliwanof test in the food matrix, in-house method validation studies were carried out in the model honey system. For this purpose, accuracy, LOD, LOQ, specificity, precision and accuracy parameters were examined. The equation obtained with the correlation coefficient of 0.9989 in the linear working range of 1-100 mg L-1: absorbance = 0.0072 + 0.0002 x HMF concentration, mg kg-1 honey. The limits of detection, LOD (2.69 mg kg-1) and limit of quantification, LOQ (8.97 mg kg-1) were established in model honey matrix. Precision and accuracy parameters were evaluated according to RSD % and recovery % data, respectively. The results of HMF analysis in nine honey samples by the proposed method were found to be in good agreement with those obtained by the references HMF methods. In the final stage of the thesis, it was tried to develop a paper-based indicator, which can be applied easily and the result, can be determined colorimetrically. As a result, a novel spectrophotometric Seliwanoff test is recommended HMF determination in quantitatively in honey, while the paper-based indicator can be used for qualitative HMF detection.